Yapay Zeka Uyumlu Algoritmalarla Öğrencilerin LGS Puanı Tahmini ve Modellenmesi

Yıl 2023, Cilt: 5 Sayı: 2, 377 - 402, 31.12.2023

Mehmet Bilal Er , Hasan Celal Balıkçı , Mustafa Alpsülün , Zehra Bozdağ , Ahmet Yıldız , Ahat Tezcan , Neslihan Tancı Yıldırım

Öz

Liselere Giriş Sınavı (LGS) ortaokul 8. sınıf öğrencilerinin girdikleri ve aldıkları puanlara göre okuyacakları liseleri belirlemektedir. Bu sınav ile öğrencinin eğitim öğretim becerileri sınanmaktadır. Öğrencilerin sınav başarısını, öğrencinin sosyal-ekonomik durumu, aile ortamı, ebeveyn eğitim durumu, cinsiyeti ve önceki yıllara ait eğitim verilerinde gibi faktörler etkilemektedir. Bu faktörlerin sınav başarısındaki etkilerinin araştırılması, mevcut durumun tahmin edilebilmesi, gelecek dönemlerdeki öğrenci başarısını iyileştirmede çok önemlidir. Bu amaçla ortaokul öğrenci bilgileri güncel makine ögrenme yöntemleri kullanılarak analiz edilmiştir. Öğrencilerin sınav performansını etkileyen faktörler ön plana çıkarılmıştır. Aynı zamanda öğrencinin sınav performans tahmini yapılmıştır. Çalışmamızın sonuçları alanda daha önce yapılan araştırma sonuçlarını desteklemektedir. Çeşitli optimizasyon yöntemleri kullanarak sınav performansını etkileyen ortak faktörler tespit edilmiştir. Bunlar; ortaokul öğrencisinin yıllara göre okul puan ortalaması, aile gelir durumu, kardeş sayısı ve sıralaması ve özürsüz devamsızlık sayısıdır. Devamında birden fazla makine ögrenme yöntemi kullanılarak öğrenci sınav performans tahmini yapılmıştır. Yapılan deneylerde optimizasyon algoritması olan Guguk Kuşu Arama Algoritmaları (GKAA) ile seçilen etkin faktörler, Destek Vektör Regresyonu analizi ile 0.866 (R2 doğruluk) sınav başarı tahminin skoru elde edilmiştir. Aynı zamanda sınav performansında kardeş sıralamasının etkisi gözlenmiş, ileri çalışmalar için hedefler belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

LGS Puan Tahmini, Makine Öğrenmesi, Eğitimde Yapay Zeka

Destekleyen Kurum

Siverek Kaymakamlığı

LGS Score Prediction and Modeling of Students with Artificial Intelligence Compatible Algorithms

Öz

The high school entrance exam (LGS) determines the high schools that 8th grade students will attend based on their scores. With this exam, students' education and training skills are tested. The exam success of students is influenced by factors such as social-economic status, family environment, parental education status, gender and educational data from previous years. It is very important to investigate the effects of these factors on exam success, to predict the current situation and to improve student success in future periods. For this purpose, secondary school student information was analyzed using current machine learning methods. Factors affecting students' exam performance were highlighted. At the same time, the student's exam performance was predicted. The results of our study support the results of previous research in the field. Using various optimization methods, common factors affecting exam performance were identified. These are the average school score of the secondary school student by years, family income status, number and ranking of siblings, and the number of unexcused absences. Subsequently, multiple machine learning methods were used to predict student exam performance. In the experiments, the effective factors were selected with the optimization algorithm Cuckoo's Nest Search Algorithms (CGSA) and a score of 0.866 (R2 accuracy) was obtained with Support Vector Regression analysis. At the same time, the effect of sibling ranking on exam performance was observed and targets for further studies were determined.

Anahtar Kelimeler

LGS Score Prediction, Machine Learning, Artificial Intelligence in Education

Kaynakça

• Adnan, M., & Boz-Yaman, B. (2017). Mühendislik öğrencilerinin e-öğrenmeye dair hazır bulunuşluk ve memnuniyet düzeyleri. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education (Turcomat), 2(8), 218-218. https://doi.org/10.16949/turkbilmat.280165
• Aşkar, P. (2021). Determinants of academic achievement in Turkey. JECS. https://doi.org/10.26650/jecs2021-934211
• Bahar, M. (2013). Impact of studying foreign language preparation class on academic achievement in Turkish Public and Private Selective Schools. Journal of Language Teaching and Research, 6(4). https://doi.org/10.4304/jltr.4.6.1200-1207
• Cascio, E., & Schanzenbach, D. (2016). First in the class? Age and the education production function. Education Finance and Policy, 3(11), 225-250. https://doi.org/10.1162/edfp_a_00191
• Christian, D., Stuckey, A., Boykin, A., & Adams, J. (2020). Predicting college enrollment of graduating high school seniors: How accurate is self-report?. Professional School Counseling, 1_part_3(23), 2156759X2090351. https://doi.org/10.1177/2156759x20903512
• Çakmak, Z., & Yiğen, V. (2023). Liselere giriş sınavına sosyal bilgiler öğretmenlerinin görüşleri doğrultusunda bakış: T.C. İnkılâp Tarihi ve Atatürkçülük dersi örneği. Journal of Innovative Research in Social Studies, 1(6), 19-36. https://doi.org/10.47503/jirss.1298418
• Çavuşlu, M. A., Karakuzu, C. & Şahin, S. (2010). Parçacık sürü optimizasyonu algoritması ile yapay sinir ağı eğitiminin FPGA üzerinde donanımsal gerçeklenmesi. Politeknik Dergisi, 13(2), 83-92. Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/politeknik/issue/33053/367865
• Dayıoğlu, M., & Türüt-Aşık, S. (2007). Gender differences in academic performance in a large public university in Turkey. High Educ, 2(53), 255-277. https://doi.org/10.1007/s10734-005-2464-6
• Dilekçi, A., Karatay, H., & Koçyiğit, S. (2023). High school entrance exam Turkish questions and opinions of Turkish teachers about the exam. Uludağ Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi. https://doi.org/10.19171/uefad.1264535
• Filiz, B., & Kaya, D. (2021). Spor bi̇li̇mleri̇ fakültesi̇ öğrenci̇leri̇ni̇n uyku kali̇tesi̇ ve internet bağımlılıklarının akademi̇k başarılarına etki̇si̇. Ankara Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu Spormetre Beden Eğitimi ve Spor Bilimleri Dergisi, 51-60. https://doi.org/10.33689/spormetre.730516
• Gibbs, B. G., Workman, J., & Downey, D. B. (2016). The (conditional) resource dilution model: State- and community-level modifications. Demography, 3(53), 723-748. https://doi.org/10.1007/s13524-016-0471-0
• Gottfried, M. A. (2010). Evaluating the relationship between student attendance and achievement in urban elementary and middle schools. American Educational Research Journal, 2(47), 434-465. https://doi.org/10.3102/0002831209350494
• Gökcan, M., & Aktan, D. (2018). Investigation of the variables related to Teog english achievement using language acquisition theory of krashen. Pegegog, 3(8), 531-566. https://doi.org/10.14527/pegegog.2018.021
• Isik, E. (2022). Thermoluminescence characteristics of calcite with a Gaussian process regression model of machine learning. Luminescence, 37(8), 1321-1327. https://doi.org/10.1002/bio.4298
• Işık, İ., Işık, E. And Toktamış, H. "Dose and fading time estimation of glass ceramic by using artificial neural network method", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 12, no. 1, pp. 47-52, Jan. 2021, https://doi:10.24012/dumf.703171
• Koğar, H. (2015). Examination of factors affecting pisa 2012 mathematical literacy through mediation model. EB, 179(40). https://doi.org/10.15390/eb.2015.4445
• Kruzicevic, S., Barisic, K., Banozic, A., Esteban, C., Sapunar, D., & Puljak, L. (2012). Predictors of attrition and academic success of medical students: A 30-year retrospective study. Plos One, 6(7), e39144. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0039144
• MEB. (2018). Millî Eğitim Bakanlığı ortaöğretime geçiş yönergesi. https://www.meb.gov.tr/meb_iys_dosyalar/2018_03/26191912_yonerge.pdf
• Özsağlam, M. Y. & Çunkaş, M. (2008). Optimizasyon problemlerinin çözümü için parçaçık sürü optimizasyonu algoritması. Politeknik Dergisi, 11(4), 299-305. Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/politeknik/issue/33033/367241
• Pettersson, E., Larsson, H., D’Onofrio, B., Bölte, S., & Lichtenstein, P. (2020). The general factor of psychopathology: A comparison with the general factor of intelligence with respect to magnitude and predictive validity. World Psychiatry, 2(19), 206-213. https://doi.org/10.1002/wps.20763
• Polat, M., & Bilen, E. (2022). Evaluation of cognitive process dimension of Teog and Lgs central exam science questions with revised bloom taxonomy. Türkiye Kimya Derneği Dergisi Kısım C Kimya Egitimi, 1(7), 45-72. https://doi.org/10.37995/jotcsc.1041329
• Pontes, T., Silva, B., Sousa, J., Almeida, P., Davis, J., & Polatajko, H. (2016). Measuring children activity repertoire: Is the paediatric activity card sort a good tool for Brazilian therapists?. Cad. Ter. Ocup. UFSCar, 3(24), 435-445. https://doi.org/10.4322/0104-4931.ctoao0754
• Rothstein, R.,. Class and schools: Using social, economic, and educational reform to close the black–white achievement Gap, Economic Policy Institute (Bulgaria). Retrieved Jul 18, 2023, from https://policycommons.net/artifacts/1412001/class-and-schools/2026264/ on. CID: 20.500.12592/dg3d6c.
• Rohling, M., Langhinrichsen-Rohling, J., & Axelrod, B. (2017). Mild traumatic brain injury. In APA handbook of forensic neuropsychology. (pp. 147–200). American Psychological Association. https://doi.org/10.1037/0000032-007
• Sarıoğlan, A., Dolu, G., & Sevim, N. (2021). Analysis of science questions in eighth grade central exams according to cognitive fields of timss-2019. E-Kafkas Eğitim Araştırmaları Dergisi, 3(8), 514-533. https://doi.org/10.30900/kafkasegt.973021
• Steelman, L. C., Powell, B. A., Werum, R. E., & Carter, S. L. (2002). Reconsidering the effects of sibling configuration: Recent advances and challenges. Annu. Rev. Sociol., 1(28), 243-269. https://doi.org/10.1146/annurev.soc.28.111301.093304
• Whitney, H., Li, H., Drukker, K., Reeve, M., & Giger, M. (2023). Investigation of demographic implicit discrimination and disparate impact in chest radiography image-based Al for Covid-19 severity prediction. Proc.SPIE12467, Medical Imaging 2023: Image Perception, Observer Performance, and Technology Assessment. https://doi.org/10.1117/12.2654076
• Yavuz, S., Odabaş, M., & Özdemir, A. (2016). Öğrencilerin sosyoekonomik düzeylerinin Teog matematik başarısına etkisi. EPOD, 1(7). https://doi.org/10.21031/epod.86531
• Yildiz, H., & Yoncalik, O. (2019). Ritmik yetenek ile akademik başarı arasındaki ilişki. Opus Uluslararası Toplum Araştırmaları Dergisi. https://doi.org/10.26466/opus.626271
• Yüzüak, A. V., & Arslan, T. (2021). Science teachers views about high school entrance exam. Abant İzzet Baysal Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 3(21),805-819.https://doi.org/10.17240/aibuefd.2021.21.64908-847653